KR20170024382A - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

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Abstract

차량용 범퍼빔 유닛이 개시된다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량용 범퍼빔 유닛은, 차체의 전방 또는 후방에 설치되는 범퍼빔, 및 상기 범퍼빔과 상기 차체 사이에 개재되고, 상기 범퍼빔에 가해지는 충돌에너지를 흡수하도록 배치되는 크래쉬박스를 포함하고, 상기 크래쉬박스는 탄성재질의 고분자 화합물인 엘라스토머로 만들어지고, 상기 마운팅브라켓과 상기 범퍼빔 사이에 충격을 흡수하도록 변형될 수 있다.

Description

차량용 범퍼빔 유닛{BUMPER BEAM UNIT FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 범퍼빔과 사이드멤버를 연결하여 차체의 전후방으로부터 의 충격에너지를 흡수하면서 차체로 고르게 전달하는 크래쉬박스를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 범퍼 시스템은, 차량의 저속 충돌시 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최초화하기 위한 것으로, 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전/후방에 배치되는 완충장치이다.
이러한 범퍼 시스템은, 기본적으로 차량의 전/후방에서 차폭방향으로 2개의 범퍼레일로 구성되어 장착되는 범퍼 빔, 상기 범퍼 빔의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버, 그리고 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸는 범퍼커버, 상기 범퍼 빔과 프런트 사이드 멤버를 상호 연결하기 위한 크래쉬 박스(즉, 범퍼 스테이)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 범퍼 시스템의 안전성 및 경량화를 위한 개발과정에서, 최근에는 고속(중속)충돌 시, 충격에너지를 흡수하면서 차체 구조물의 손상을 최소화할 수 있도록 충돌에너지 흡수용 크래쉬 박스(Crash Box) 및 사이드 멤버(Side Member) 등을 경량 알루미늄 합금을 적용하여 개발함으로써 고급화한 대형 승용차를 개발하는 추세이다.
도 6은 종래의 차량용 범퍼빔 유닛의 평면도이고, 범퍼빔(100), 크래쉬박스(120), 및 마운팅브라켓(110)이 서로 용접되어 접합되는데, 상기 크래쉬박스(120)와 상기 범퍼빔(100) 사이에 갭이 발생되어 용접불량이나 충돌시 분리현상이 발생할 수 있다.
즉, 크래쉬박스(120)와 범퍼빔(100) 사이에 스프링 백 현상과 범퍼빔(100)의 형상 산포로 인하여 범퍼빔(100)과 크래쉬박스(120) 사이에 갭이 발생되고, 용접시 갭에 의한 불량이 발생하여, 충돌 시험시 범퍼빔(100)과 크래쉬박스(120)가 분리될 가능성이 높다.
뿐만 아니라, 종래에는 범퍼빔(100)이나 크래쉬박스(120)가 금속재질로 만들어져서, 경량화와 충돌흡수 성능에 있어서 한계가 있다.
본 발명의 목적은 크래쉬박스를 경량화시키고, 범퍼빔과 크래쉬박스 사이에 형성된 갭에 의한 접합불량을 줄이며, 외부 충격을 흡수하는 충돌흡수 성능을 향상시키는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량용 범퍼빔 유닛은, 차체의 전방 또는 후방에 설치되는 범퍼빔, 및 상기 범퍼빔과 상기 차체 사이에 개재되고, 상기 범퍼빔에 가해지는 충돌에너지를 흡수하도록 배치되는 크래쉬박스를 포함하고, 상기 크래쉬박스는 탄성재질의 고분자 화합물인 엘라스토머로 만들어지고, 상기 마운팅브라켓과 상기 범퍼빔 사이에 충격을 흡수하도록 변형될 수 있다.
상기 엘라스토머는 폴리우레탄을 포함할 수 있다.
상기 엘라스토머는 탄성 중합체로써 합성고무 또는 합성수지를 포함할 수 있다.
상기 크래쉬박스의 후단부에 체결되는 마운팅브라켓을 포함하고, 상기 마운팅브라켓이 상기 차체의 일측에 연결될 수 있다.
상기 범퍼빔과 마주하는 상기 크래쉬박스의 일면과 상기 마운팅브라켓과 마주하는 상기 크래쉬박스의 타면에는 각각 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈에 각각 끼워진 인서트부재, 및 상기 범퍼빔 및 상기 마운팅브라켓을 관통해서 상기 인서트부재에 각각 체결되는 고정볼트를 포함할 수 있다.
상기 크래쉬박스는 길이방향 중심축을 따라서 비어 있는 중공의 파이프 구조를 가질 수 있다.
상기 크래쉬박스는 길이방향 중심축을 중심으로 형성된 내부가 채워진 원통형구조를 가질 수 있다.
상기 크래쉬박스의 외주면에는 둘레홈이 형성되고, 상기 둘레홈과 대응하여 볼록한 돌출부가 내주면을 따라서 형성될 수 있다.
상기 크래쉬박스는 가열된 액상의 원료를 사출하여 성형될 수 있다.
상기 크래쉬박스는 15 shore A 내지 90 shore D의 경도를 가질 수 있다.
상기 인서트부재는 상기 크래쉬박스와 인서트 성형되어 상기 크래쉬박스와 접합될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 스틸 또는 알루미늄 재질의 크래쉬박스를 탄성력과 복원력이 높은 폴리우레탄 엘라스토머 재질로 대체함으로써 충돌에너지 흡수성능을 향상시킬 수 있다.
아울러, 금속재질의 크래쉬박스와 범퍼빔을 용접하는 대신에, 볼트를 통해서 크래쉬박스와 범퍼빔을 조립함으로써 용접분리현상을 근본적으로 해소하고, 공정을 간소화할 수 있다.
더불어, 크래쉬박스를 성형원료를 사출성형함으로써 형태의 자유도가 높고, 수지재질을 사용하여 중량이 가벼워지며, 중량 및 차량 특성에 따라서 사출될 원료의 배합비율을 자유롭게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬박스의 길이방향 단면도이다.
도 6은 종래의 차량용 범퍼빔 유닛의 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 범퍼빔 유닛은 범퍼빔(100), 크래쉬박스(120), 및 마운팅브라켓(110)을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 크래쉬박스(120)는 탄성을 가지고 수축 신장되는 엘라스토머재질로 만들어지고, 상기 엘라스토머는 폴리우레탄을 포함한다. 여기서, 상기 엘라스토머는 고무와 같이 탄성이 좋은 고분자 화합물을 의미할 수 있다.
상기 크래쉬박스(120)의 선단면이 상기 범퍼빔(100)의 후면에 밀착되어 체결되고, 상기 크래쉬박스(120)의 후단면에 상기 마운팅브라켓(110)이 밀착되어 체결된다.
상기 마운팅브라켓(110)은 차체(또는 사이드멤버)에 접합 또는 체결되는 구조를 갖는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 범퍼빔(100)의 전면은 전방으로 볼록한 형태를 갖는 구조를 가지고 있으며, 상기 크래쉬박스(120)는 상기 마운팅브라켓(110)과 상기 범퍼빔(100)에 용접되지 않고, 볼트 등을 통해서 체결될 수 있다. 따라서, 용접불량은 근본적으로 해소하였으며, 이들 사이에 조립이 용이하고, 비용을 줄일 수 있다.
아울러, 상기 크래쉬박스(120)는 탄성력과 복원력이 높은 폴리우레탄 엘라스토머 재질로 대체함으로써 충돌에너지 흡수성능을 향상시킬 수 있으며, 금속재질의 크래쉬박스와 범퍼빔을 용접하는 대신에, 고정볼트를 통해서 크래쉬박스(120)와 범퍼빔(100)을 조립함으로써 용접분리현상을 근본적으로 해소하고, 공정을 간소화할 수 있다.
더불어, 성형원료를 사출 성형함으로써 상기 크래쉬박스(120)가 완성되기 때문에, 형태에 대한 설계 자유도가 높고, 수지재질을 사용하여 중량이 가벼워지며, 중량 및 차량 특성에 따라서 사출될 원료의 배합비율을 자유롭게 조절할 수 있어서, 차량의 특성에 따라서 재질특성을 비교적 용이하게 변경할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 크래쉬박스는 충돌에너지를 용이하게 흡수하면서, 충돌시 보행자를 보호하기 위해서, 대략 15 shore A 내지 90 shore D의 경도를 갖는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 측면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 범퍼빔(100)의 후면에 상기 크래쉬박스(120)의 선단면이 밀착되고, 고정볼트(300)가 상기 범퍼빔(100)의 일측을 을 관통하여 상기 크래쉬박스(120)와 체결된다.
그리고, 상기 크래쉬박스(120)의 후단면은 상기 마운팅브라켓(110)의 앞면에 밀착되고, 고정볼트(300)가 상기 마운팅브라켓(110)의 일측을 을 관통하여 상기 크래쉬박스(120)와 체결된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 측면도이다.
도 4를 참조하면, 범퍼빔 유닛은 고정볼트(300), 범퍼빔(100), 인서트부재(400), 크래쉬박스(120), 및 마운팅브라켓(110)을 포함한다.
상기 인서트부재(400)는 상기 크래쉬박스(120)의 선단면과 후단면에 각각 형성된 삽입홈(도 5의 510)에 끼워지고, 상기 인서트부재(400)가 실질적으로 상기 고정볼트(300)와 나사 체결되는 구조를 갖는다. 즉, 상기 인서트부재(400)에는 상기 고정볼트와 나사체결되는 나사산이 형성될 수 있다.
상기 인서트부재(400)는 상기 크래쉬박스(120)가 사출될 때, 인서트 몰딩되어 상기 인서트부재(400)와 상기 크래쉬박스(120)가 서로 접합될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 크래쉬박스(120)는 폴리우레탄을 포함하는 엘라스토머 재질로 형성되고, 상기 인서트부재(400)는 플라스틱, 또는 금속재질로 형성되어 상기 고정볼트(300)와의 체결성능을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬박스의 길이방향 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 크래쉬박스(120)는 길이방향 중심축을 따라서 형성되고, 원통형 구조를 갖는다. 아울러, 상기 크래쉬박스(120)는 중심축을 따라서 비어 있는 중공(500)을 갖는 파이프 구조를 갖는다.
상기 크래쉬박스(120)의 선단면과 후단면에는 상기 중심축(530)과 대응하여 삽입홈(510)이 형성되고, 상기 삽입홈(510)에 상기 인서트부재(400)가 삽입된 상태로 고정된 구조를 갖는다.
또한, 상기 크래쉬박스(120)의 외측 둘레홈(310)이 형성된다. 상기 둘레홈(310)은 상기 크래쉬박스(120)의 외주면을 따라서 연속적으로 형성될 수 있으며, 상기 크래쉬박스(120)의 길이방향으로 간격을 두고 2개가 형성될 수 있다.
상기 크래쉬박스(120)의 내주면에는 상기 둘레홈(310)과 대응하여 상기 중심축(530) 방향으로 볼록한 돌출부(520)가 형성된다. 따라서, 상기 돌출부(520)와 상기 둘레홈(310)의 구조를 통해서 상기 크래쉬박스(120)가 수축되는 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 크래쉬박스(120)가 내부가 비어 있는 파이프구조를 갖는 것으로 기재하였으나, 상기 삽입홈(510)을 제외한 나머지 부분이 공간 없이 채워진 구조를 가질 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 범퍼빔 110: 마운팅브라켓
120: 크래쉬박스 300: 고정볼트
310: 둘레홈 400: 인서트부재
500: 중공 510: 삽입홈
520: 돌출부 530: 중심축

Claims (11)

  1. 차체의 전방 또는 후방에 설치되는 범퍼빔, 및 상기 범퍼빔과 상기 차체 사이에 개재되고, 상기 범퍼빔에 가해지는 충돌에너지를 흡수하도록 배치되는 크래쉬박스를 포함하는 범퍼빔 유닛에 있어서,
    상기 크래쉬박스는
    탄성재질의 고분자 화합물인 엘라스토머로 만들어지고, 상기 마운팅브라켓과 상기 범퍼빔 사이에 충격을 흡수하도록 변형되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엘라스토머는 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엘라스토머는 탄성 중합체로써 합성고무 또는 합성수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 크래쉬박스의 후단부에 체결되는 마운팅브라켓을 포함하고,
    상기 마운팅브라켓이 상기 차체의 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 범퍼빔과 마주하는 상기 크래쉬박스의 일면과 상기 마운팅브라켓과 마주하는 상기 크래쉬박스의 타면에는 각각 삽입홈이 형성되고,
    상기 삽입홈에 각각 끼워져 고정된 인서트부재; 및
    상기 범퍼빔 및 상기 마운팅브라켓을 관통해서 상기 인서트부재에 각각 체결되는 고정볼트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 크래쉬박스는 길이방향 중심축을 따라서 비어 있는 중공의 파이프 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 크래쉬박스는 길이방향 중심축을 중심으로 형성된 내부가 채워진 원통형구조를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 크래쉬박스의 외주면에는 둘레홈이 형성되고, 상기 둘레홈과 대응하여 볼록한 돌출부가 내주면을 따라서 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 크래쉬박스는 가열된 액상의 원료를 사출하여 성형되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 크래쉬박스는 15 shore A 내지 90 shore D의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 인서트부재는 상기 크래쉬박스와 인서트 성형되어 상기 크래쉬박스와 접합된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
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